第五节 高压断路器和隔离开关的选择

第五节 高压断路器和隔离开关的选择

一、高压断路器选择

1.种类和型式

高压断路器应根据断路器安装地点、环境和使用条件等要求选择其种类和型式。真空断路器在35kV 及以下电力系统中得到了广泛应用，有取代油断路器的趋势。SF 6断路器也已在10~35kV 的城乡电网建设和改造中得到应用。

高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，仅部分少油断路器有电磁式、弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供选择。一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，调整要求较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。

2.额定开断电流

在额定电压下，断路器能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流ⅠNbr 。在高压断路器中其值不应小于实际开断瞬间短路电流周期分量Ⅰk ~ ，即 我国生产的高压断路器在做型式试验时，仅计入了20%的非周期分量。一般中、慢速断路器，由于开断时间较长(>0.1s)，短路电流非周期分量衰减较多，能满足国家标准规定的非周期分量不超过周期分量幅值20%的要求。使用快速保护和高速断路器时，其开断时间小于0.1s ，当在电源附近短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量的20%，因此需要进行验算。

3.短路关合电流

在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏。

断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器的重要参数之一。为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流i Ncl 不应小于短路电流最大冲 击值i ch ， 即

二、高压隔离开关的选择

～

k Nbr I I

隔离开关选择及校验条件除额定电压、电流、动热稳定校验外，还应看其种类和形式的选择，其型式应根据配电装置特点和要求及技术经济条件来确定。表7-2为隔离开关选型参考表。

[例7-1] 如图7-1所示降压变电所中一台变压器，容量为7500kVA ，其短路电压百分值为U d %=7.5，二次母线电压为10kV ，变电所由无限大容量系统供电，二次母线上短路电流为 I “=I ∞=5.5kA 。作用于高压断路器的定时限保护装置的动作时限为Ⅰs ，瞬时动作的保护装置的动作时限为0.05s ，拟采用高速动作的高压断路器，其固有开断时间为0.05s ，灭弧时间为0.05s ，断路器全开断时间则为t OP =0.05+0.05=0.1s ，试选择高压断路器与隔离开关。

解：所选断路器工作电流为 )(43310

3750037500max A U I N =⨯==

短路电流冲击值为 i ch =2.55Ⅰ“=14（kA ）

短路电流热效应的等值计算时间为

t k =t=t pop +t op =1+0.1=1.1s>1s ，可忽略t k ～，则

t dz = t k =1.1s

根据上述计算选择户内SN10-10I-600型的高压断路器和GN7-10-600型的隔离开关，经短路稳定性校验，均合格。并选取CD10与CS7-lT 型操作机构。

第六节 高压负荷开关和高压熔断器的选择

一、高压负荷开关的选择

1.种类和型式的选择

根据用途、安装地点、安装方式、结构类型和价格因素等综合条件进行合理选择

2.额定电压选择:Un ≥Uns

3.额定电流选择:In ≥Imax

4.断路器的开断电流选择: INbr ≥Iap, I Nbr ≥

5.动稳定校验:I es ≥I k

6.热稳定校验: ＞Q K

二、高压熔断器选择

1. 额定电压选择

对于一般的高压熔断器，其额定电压Un 必须大于或等于电网的额定电压Uns 。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在Uns=Un 的电网中，过电压倍数约2~2.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平，但如在Uns

2. 额定电流选择

熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择。

（1）熔管额定电流的选择

为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电I

2t I t

流应满足下式的要求，即

式中 INft —熔管的额定电流

INfs —熔体的额定电流

（2）熔体额定电流选择

为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV 及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择，即

式中 K —可靠系数（不计电动机自启动时K=1.1~1.3，考虑电动机自启动时K=1.5~2.0）；

I max —电力变压器回路最大工作电流。

用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断，其熔体按下式选择，即 式中K —可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.5~2.0，当一组电力电容器时K=1.3~1.8)；

ⅠNc —电力电容器回路的额定电流。

3. 熔断器开断电流校验

式中 ⅠNbr —熔断器的额定开断电流

对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值Ⅰch 进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用I “进行校验。

4. 熔断器选择性校验

为使前后两级熔断器之间或熔断器与电源保护装置之间动作的选择性，应进行熔体选择性校验。如图7-4为两个不同熔体安秒特性曲线（ⅠNfs1 <ⅠNfs2）， 同一电流同时通过此二熔体时，熔体1先熔断。所以，为了保证动作的选择性，前一级熔体应采用熔体1，后一级熔体应采用熔体2。保护电压互感器用的高压Nfs

Nft I I ≥max

KI I Nfs =Nc

Nfs KI I =）

（或I I I ch Nbr ''≥